[实用新型]薄壁大部件柔性夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械金属加工，特别是一种薄壁大部件柔性夹具。

背景技术

由于航空工业的大型薄壁件不仅尺寸大，易变形，结构复杂，形状精度要求高，而且其周边与其它零部件还有复杂的装配关系，故其一直是飞机机体制造的关键技术之一。传统数控机床和柔性制造系统（FMS）虽可实现常规刚性零件的柔性制造，但却难以实现飞行器大型薄壁件的柔性制造。主要原因是，传统工艺装备无法实现易变形薄壁件的柔性定位、柔性装夹。

目前，国际上航空制造业使用的薄壁大部件柔性夹具以西班牙M.Torres公司推出的ORRESTOOL柔性夹具系统为代表，这套系统在波音及空客公司的飞机板类零部件制造中得到了广泛使用。

TORRESTOOL柔性夹具系统是基于曲面多点成形技术，采用模块化阵列式结构，包括一定数量的可以沿X坐标运动的排架，排架上装配有一定数量的可沿Y坐标和Z坐标运动的支承定位杆，每个支承定位杆的顶端有一个可在任意方向上倾斜的真空吸盘，用以固定工件。每个支撑定位杆上设有单独的支撑定位杆调整机构，用以调整支撑定位杆的高度(亦即吸盘的高度)。支撑定位杆调整机构由步进电机及其传动机构组成。操作使用时，用户输入工件程序，夹具将所有吸盘调节到位后，操作者即可在夹具上装载薄壁零件，然后接通真空，完成对工件的装夹。由于该柔性夹具的支撑定位杆调整机构数量很多（与吸盘数量相同），且每一调整机构需要一台控制电机，电机数量多，导致该夹具造价昂贵，控制难度大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、造价低、且控制难度较小的薄壁大部件柔性夹具。

为实现上述目的，本实用新型提供的薄壁大部件柔性夹具由底座、安装在底座上的支架、以阵列式固定安装在支架上的多个支撑定位器、安装在每个支撑定位器上端的吸盘和支撑定位器调整机构所组成；

所述支撑定位器由螺母丝杆传动机构构成，螺母丝杆传动机构的螺母与从动齿轮固定连接，吸盘安装在螺杆的上端，支撑定位器用固定架固定安装在支架上；

所述支撑定位器调整机构包括一立臂，立臂的下端固定安装在平面内可移动的X-Y工作台上；X-Y工作台由Y向驱动机构和X向驱动机构构成，其中Y向驱动机构由安装在底座上的滚珠丝杠螺母副构成，滚珠丝杠螺母副的丝杠由安装在一端的Y向步进电机驱动，螺母可在丝杠驱动下沿Y向移动，螺母上面固定安装X向驱动机构的X向导轨，X向导轨底部与固定安装在底座上的Y向导轨的Y向滑块固定连接，立臂下端固定安装在可沿Y向导轨滑动的X向滑块上，X向滑块由同步齿形带传动，同步齿形带由X向步进电机驱动；立臂的上端有一方形壳体，在壳体的上方有可与所述支撑定位器从动齿轮相啮合的主动齿轮，该主动齿轮安装在Z向步进电机的轴上，Z向步进电机的电机座板下方装有两个滑座，两个滑座分别穿有轴A和轴B，轴A和轴B的两端固定安装在壳体X方向的两壁上，其中轴A为光轴，通过直线轴承安装在滑座中，轴B的一端有螺纹，通过螺纹安装可移动的弹簧座，安装在弹簧座上的弹簧的另一端嵌入滑座的圆形槽中，将滑座顶靠在壳体对侧的内壁上，滑座下部安装有可感应滑座微小移动的位移传感器，在壳体上安装有由该位移传感器控制的接近开关。

为稳定所述支撑定位器的上下垂直运动，在所述支撑定位器的螺母的轴承座上固定安装有导向片，导向片下部有竖直的滑槽，所述螺杆的下端有可沿该滑槽滑动的圆柱销。

与上述现有技术相比较，本实用新型的优点是：仅用一套只含三个步进电机、可在平面内沿X向和Y向移动的支撑定位器调整机构通过齿轮多点啮合即可实现所有支撑定位器及吸盘高度的调整，省去了大量的控制电机，使夹具的制造成本大幅度降低，同时，由于调控方法简单，控制难度也相对较低。

附图说明

图1为本实用新型实施例（由十六个支撑定位器和吸盘构成的柔性夹具）的立体示意图；

图2为图1中支撑定位器的结构示意图；

图3为图1中支撑定位器调整机构的立体示意图；

图4为图1柔性夹具的主视图（Y向视图）；

图5为图1柔性夹具的左视图（X向视图）；

图6为支撑定位器调整机构中齿轮啮合检测调控装置的结构示意图；

图7为沿图6中E-E剖视图。